(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気の熱を冷媒に吸収する大気熱交換器と、前記大気熱交換器を有するヒートポンプ部と、前記大気熱交換器に外気を送風する送風ファンと、外気の温度を検出する外気温センサと、を備えたヒートポンプ式熱交換器の制御方法において、
前記外気温センサは、前記送風ファンの吸引側又は排気側に設置されており、
給湯システムのスイッチがオンされると、前記外気温センサによって前記外気の温度を検出し、その外気の温度が保護制御を行う保護温度以上か否かを判断し、
前記外気の温度が前記保護温度未満の場合、前記ヒートポンプ部と送風ファンとを駆動し、通常制御を行い、
前記外気の温度が前記保護温度以上の場合、前記送風ファンを所定時間、駆動して前記ヒートポンプ部の周囲の滞留空気を排除した後に、前記ヒートポンプ部の運転を開始すると共に前記外気温センサによって前記外気の温度を再び検出し、その後、その検出温度が、前記保護温度以上か否かを判断し、
前記検出温度が保護温度未満の場合、通常制御を行い、
前記検出温度が保護温度以上の場合、前記保護制御を行って前記通常制御よりも低い沸かし上げ温度を設定し、前記保護制御を行った後、前記検出温度を監視し、前記保護制御から前記通常制御に戻す温度である回復温度まで前記検出温度が低下すると、前記通常制御を行い、
前記通常制御中に、前記検出温度を監視し、前記検出温度が前記保護温度以上か否かを判断して前記保護制御と前記通常制御との切り替えを行うことを特徴とするヒートポンプ式熱交換器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システムのヒートポンプ式熱交換器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、給湯システムに用いられ、蒸気圧縮サイクルによって外気の熱を冷媒に吸収し、水を沸かし上げるヒートポンプ式熱交換器が知られている。この種のヒートポンプ式熱交換器においては、外気の吸込温度が高温になると、機器を保護するために、出力を絞って沸上温度を低下させる保護機能が働く仕様となっており、吸込温度を検出するために外気吸込口付近に温度センサを設置している。しかし、ヒートポンプ式熱交換器は屋外に設置されるために、直射日光や壁・地面からの輻射熱や周囲の滞留空気による温度上昇の影響を受け、正しい外気温を検出できない。
【０００３】
また、保護機能の頻繁なオンオフを防ぐために、保護機能がオンオフする温度条件はヒステリシスを持っており、例えば４３℃以上で保護機能が働く保護制御を行う場合に、一旦保護制御を開始すると、温度センサによる検出温度が４０℃以下にならないと通常制御に戻らないようになっている。そのため、ヒートポンプ式熱交換器の周囲の外気温が、例えば４２℃のように保護制御を実施するべき温度ではないにもかかわらず、４３℃に誤検出して保護制御が行われると、その後に温度センサが正しい外気温である４２℃を検出しても保護制御のままであり、外気温に応じた正常な運転を行うことができない。
【０００４】
また、外箱天板で囲まれたセンサ用通風路の中に温度センサを設置することにより、直射日光や壁・地面からの輻射熱による影響を軽減するヒートポンプ式熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなヒートポンプ式熱交換器においては、温度が上昇した周囲の滞留空気の温度を検出して保護制御を行い、正常に運転できなくなる虞がある。
【特許文献１】特開２００５−１７２３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、直射日光や壁・地面からの輻射や滞留空気の影響を排除して正しい外気温を検出し、外気温に応じた適切な運転を行うことができるヒートポンプ式熱交換器の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、外気の熱を冷媒に吸収する大気熱交換器と、前記大気熱交換器を有するヒートポンプ部と、前記大気熱交換器に外気を送風する送風ファンと、外気の温度を検出する外気温センサと、を備えたヒートポンプ式熱交換器の制御方法において、前記外気温センサは、前記送風ファンの吸引側又は排気側に設置されており、給湯システムのスイッチがオンされると、前記外気温センサによって前記外気の温度を検出し、その外気の温度が保護制御を行う保護温度以上か否かを判断し、前記外気の温度が前記保護温度未満の場合、前記ヒートポンプ部と送風ファンとを駆動し、通常制御を行い、前記外気の温度が前記保護温度以上の場合、前記送風ファンを所定時間、駆動して前記ヒートポンプ部の周囲の滞留空気を排除した後に、前記ヒートポンプ部の運転を開始すると共に前記外気温センサによって前記外気の温度を再び検出し、その後、その検出温度が、前記保護温度以上か否かを判断し、前記検出温度が保護温度未満の場合、通常制御を行い、前記検出温度が保護温度以上の場合、前記保護制御を行って前記通常制御よりも低い沸かし上げ温度を設定し、前記保護制御を行った後、前記検出温度を監視し、前記保護制御から前記通常制御に戻す温度である回復温度まで前記検出温度が低下すると、前記通常制御を行い、前記通常制御中に、前記検出温度を監視し、前記検出温度が前記保護温度以上か否かを判断して前記保護制御と前記通常制御との切り替えを行うものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、送風ファンを駆動して直射日光や壁・地面からの輻射や滞留空気の影響を排除してから外気温を検出するので、正しい外気温を検出することができ、外気温に応じた適切なヒートポンプ式熱交換器の運転を行うことができる。また、その外気温に応じて、ヒートポンプ部の通常制御よりも低い沸かし上げ温度が設定される保護制御を行うので、機器を正確に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式熱交換器について図１を参照して説明する。図１はヒートポンプ式熱交換器１の構成を示す。ヒートポンプ式熱交換器１は、外気の熱を冷媒に吸収する大気熱交換器２と、大気熱交換器２を有するヒートポンプ部３と、大気熱交換器２に外気を送風する送風ファン４と、外気温を検出する外気温センサ５と、ヒートポンプ式熱交換器１全体の動作を制御する制御部６と、を備えており、貯湯タンク（図示せず）等と共に給湯システムを構成している。
【００１０】
ヒートポンプ部３は、大気熱交換器２と、コンプレッサ３１と、給湯熱交換機３２と、膨張弁３３と、を有しており、給湯熱交換機３２には貯湯タンクに繋がる給湯配管３４が接続されている。ヒートポンプ部３の配管中の冷媒は、大気熱交換器２から吸熱し、コンプレッサ３１によって圧縮されて昇温し、給湯熱交換機３２によって給湯配管３４の水を加熱し、膨張弁３３によって元の体積に膨張する。送風ファン４は、外気を吸引して大気熱交換器２に送風し、外気の熱を大気熱交換器２に供給する。外気温センサ５は、送風ファン４の吸引側に設置されており、吸引された外気温を検出する。
【００１１】
次に、送風ファン４の駆動と外気温センサ５による検出温度との関係を図２（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）は、送風ファン４を停止していた状態から一旦駆動し、その後に再び送風ファン４の駆動を停止したときの検出温度の動きを示す。送風ファン４が駆動すると、検出温度は約３℃低下し、駆動を停止すると検出温度は元の温度に戻る。図２（ｂ）は、送風ファン４が駆動していた状態から駆動を停止したときの検出温度の動きを示す。検出温度は、送風ファン４の駆動が停止すると約３℃上昇する。このように、送風ファン４が駆動すると、ヒートポンプ式熱交換器１の周囲の滞留空気が排除され、外気温センサ５は正しい外気温を検出することができる。
【００１２】
次に、上記のように構成されたヒートポンプ式熱交換器１の制御方法について図３を参照して説明する。図３はヒートポンプ式熱交換器１の制御方法のフローを示す。まず、給湯システムのスイッチがオンにされると（ステップＳ１、Ｓ１と略記、以下同様）、制御部６は、外気温センサ５によって外気温を検出し（Ｓ２）、外気温が保護制御を行う保護温度以上であるかを判断する（Ｓ３）。保護温度未満であれば、制御部６はヒートポンプ部３と送風ファン４とを駆動させ（Ｓ４）、通常制御を行ない沸かし上げ温度を例えば９０℃とする（Ｓ５）。
【００１３】
上記の外気温センサ５による検出温度が保護温度以上であれば、制御部６は、送風ファン４を駆動させて大気熱交換器２に送風し、ヒートポンプ式熱交換器１の周囲の滞留空気を排除する（Ｓ１１）。制御部６は、送風ファン４を所定の時間、駆動させた後に（Ｓ１２）、ヒートポンプ部３の運転を開始すると共に外気温センサ５によって外気温を検出する（Ｓ１３）。そして、制御部６は、検出温度が保護温度以上か否かを判断する（Ｓ１４）。
【００１４】
検出温度が保護温度未満の場合には通常制御を行う（Ｓ１５）。検出温度が保護温度以上の場合には、保護制御を行い、沸かし上げ温度を例えば６５℃にする（Ｓ２１）。制御部６は、保護制御を行ったあとは、検出温度を監視し（Ｓ２２）、保護制御から通常制御に戻す温度である回復温度まで検出温度が低下すると、通常制御を行う（Ｓ２３）。そして、制御部６は、通常制御中に、検出温度を監視し、保護制御と通常制御の切り替えを行う（Ｓ１４）。
【００１５】
上述したようなヒートポンプ式熱交換器１の制御方法にすることにより、直射日光や壁・地面からの輻射や滞留空気の影響を排除してから外気温を検出するので、正しい外気温を検出することができ、外気温に応じた適切なヒートポンプ式熱交換器の運転を行うことができる。
【００１６】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、外気温センサ５は送風ファン４の排気側に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式熱交換器の構成図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は同ヒートポンプ式熱交換器における送風ファンの回転と検出温度との関係を示す図。
【図３】同ヒートポンプ式熱交換器の制御方法を示すフロー図。
【符号の説明】
【００１８】
１  ヒートポンプ式熱交換器
２  大気熱交換器
３  ヒートポンプ部
４  送風ファン
５  外気温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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